带有转向块的节段梁钢筋骨架及施工辅助设备及方法 |
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| 申请号 | CN202410128810.9 | 申请日 | 2024-01-29 | 公开(公告)号 | CN117988204A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 中交第二航务工程局有限公司; | 发明人 | 郑和晖; 王敏; 沈惠军; 丁子贤; 方正; 李刚; 张峰; 陈林松; 张龙; 李正; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种带有转向 块 的节段梁 钢 筋骨架及施工辅助设备及方法，带有转向块的节段梁 钢筋 骨架，多个横纵竖钢筋组成转向块顶部钢筋块体，转向块顶部钢筋块体为一个整体，转向块顶部钢筋块体 焊接 端设有多个垂直与钢筋端部的锚固板，锚固板与段梁钢筋骨架纵筋 铆接 。改变节段梁 箱体 钢筋与转向块钢筋锚固形式，实现箱体钢筋与转向块钢筋的独立成型，从而解除了转向块钢筋对箱体钢筋成型方式的制约，极大提高了节段梁钢筋机械 化成 型率，提升了施工效率，降低了人工投入。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带有转向块的节段梁钢筋骨架，其特征是：多个横纵竖钢筋组成转向块顶部钢筋块体(3)，转向块顶部钢筋块体(3)为一个整体，转向块顶部钢筋块体(3)焊接端设有多个垂直与钢筋端部的锚固板(301)，锚固板(301)与段梁钢筋骨架纵筋铆接。 |
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| 说明书全文 | 带有转向块的节段梁钢筋骨架及施工辅助设备及方法技术领域背景技术[0002] 在现代桥梁和建筑工程中，预制节段梁因其施工速度快、结构质量稳定且便于工厂化生产而在大型桥梁建设中广泛应用。然而，在节段梁的钢筋骨架设计与制造过程中，特别是在带有转向块的复杂结构部分，传统的工艺方法面临诸多挑战。 [0003] 转向块作为连接不同方向箱体钢筋的关键部位，其内部钢筋网络结构复杂，通常需要人工按照精细的设计图纸进行同步绑扎和锚固操作，以确保钢筋与主体箱梁的有效连接及力学性能。随着劳动力成本持续上涨，熟练工人的短缺问题日益凸显，这种依赖手工技艺的工作方式难以适应大规模工业化生产和高品质工程项目的高效率要求。 [0004] 此外，节段梁钢筋骨架拼接过程中的定位精度问题也十分突出。传统定位方法由于技术局限性和人为因素的影响，容易导致节段梁钢筋骨架与模板间的对接误差较大，不仅影响混凝土浇筑后的结构尺寸精确度，还可能对整个桥梁的受力性能和使用寿命带来潜在威胁。 发明内容[0005] 本发明的主要目的在于提供一种带有转向块的节段梁钢筋骨架及施工辅助设备及方法，因此，为了克服上述中背景技术中的难题，迫切需要研究和发展更为精准、高效的钢筋骨架设计与装配技术，改进转向块的设计简化配筋难度；采用自动化或半自动化设备替代人工绑扎作业；研发高精度的定位技术和装置，以实现钢筋骨架与模板间配合，并最终推动节段梁预制构件的工业化和现代化进程。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种带有转向块的节段梁钢筋骨架，多个横纵竖钢筋组成转向块顶部钢筋块体，转向块顶部钢筋块体为一个整体，转向块顶部钢筋块体焊接端设有多个垂直与钢筋端部的锚固板，锚固板与段梁钢筋骨架纵筋铆接。 [0007] 优选方案中，包括转向块底部钢筋块体，转向块底部钢筋块体底面设有多个U形锚筋，转向块底部钢筋块体下方设有底板钢筋块体，多个U形锚筋穿过底板钢筋块体与底板钢筋块体焊接形成一个整体，底板钢筋块体两侧通过底倒角钢筋块体与腹板钢筋块体连接，转向块顶部钢筋块体的锚固板穿过腹板钢筋块体一侧与腹板钢筋块体内测纵筋焊接。 [0008] 优选方案中，节段梁钢筋骨架：腹板钢筋块体和转向块顶部钢筋块体顶部设有翼缘钢筋块体，锚固板穿过翼缘钢筋块体一侧与翼缘钢筋块体内测纵筋铆接，腹板钢筋块体与翼缘钢筋块体焊接。 [0009] 优选方案中，两侧的翼缘钢筋块体之间通过顶板钢筋块连接。 [0010] 优选方案中，转向块底部钢筋块体周圈为带孔钢板，转向块顶部钢筋块体下端的钢筋穿过转向块底部钢筋块体的孔，且与转向块底部钢筋块体进行焊接。 [0011] 优选方案中，还包括辅助施工设备：外模两侧的走道板上设有移动底座，移动底座上的调节柱体顶部与第一电动推杆端部铰接，第一电动推杆伸缩端设有卡爪，第一电动推杆缸体与调节柱之间设有第二电动推杆，第二电动推杆两端分别与第一电动推杆缸体和调节柱铰接。 [0012] 优选方案中，还设有视觉检测设备：检测移动架外形与外模内表面平行设置，检测移动架上设有多个视觉相机，视觉相机一侧设有指示灯，多个视觉相机用于检测节段梁钢筋骨架的纵筋位置。 [0013] 优选方案中，检测移动架通过多个移动轮在外模内部移动，检测移动架一侧还设有操作平台，操作平台底部设有驱动轮，操作平台上设有监测电脑，监测电脑与多个视觉相机和指示灯电连接； [0014] 还设有组装桁架，组装桁架移动设置在外模上方，组装桁架下方设有多个吊机。 [0015] 该方法包括： [0016] S1、根据设计要求在工厂预制转向块顶部钢筋块体，转向块顶部钢筋块体成一个整体，转向块顶部钢筋块体与翼缘钢筋块体和腹板钢筋块体连接位置采用锚固板进行铆接，锚固板卡在翼缘钢筋块体和腹板钢筋块体的纵筋上； [0017] S2、利用组装桁架吊装底板钢筋块体到外模底部，底板钢筋块体与外模之间留有一定的距离，检测移动架上的视觉相机对底板钢筋块体上的纵筋位置进行视觉定位识别，底板钢筋块体安装后安装腹板钢筋块体； [0018] S3、组装桁架的吊机吊装腹板钢筋块体到达底板钢筋块体的一侧，移动底座开始移动到腹板钢筋块体中部位置，第一电动推杆和第二电动推杆控制卡爪夹紧腹板钢筋块体一端，第一电动推杆和第二电动推杆和吊机共同调节腹板钢筋块体的位置，检测移动架上的视觉相机对腹板钢筋块体的纵筋位置进行视觉定位识别，腹板钢筋块体的纵筋到达预设位置后，将腹板钢筋块体下端与底板钢筋块体进行焊接，控制卡爪位置不变，吊机再吊装底倒角钢筋块体对腹板钢筋块体和底板钢筋块体进行加强焊接； [0019] S4、卡爪夹紧将腹板钢筋块体位置不变，吊装转向块底部钢筋块体到达底板钢筋块体上方位置，转向块底部钢筋块体安装在两侧腹板钢筋块体之间，通过视觉相机对转向块底部钢筋块体的轮廓进行定位，通过至少两个吊机对转向块底部钢筋块体进行调节，转向块底部钢筋块体位置调节完毕后将转向块底部钢筋块体与底板钢筋块体好底倒角钢筋块体进行焊接； [0020] S5、卡爪夹紧将腹板钢筋块体位置不变，吊装转向块顶部钢筋块体到达转向块底部钢筋块体顶部，转向块顶部钢筋块体下端的竖筋与转向块底部钢筋块体上的孔进行对应安装，转向块顶部钢筋块体的锚固板与腹板钢筋块体内侧纵筋进行铆接，锚固板一侧卡在纵筋上，然后进行焊接，无需进行定位； [0021] S6、卡爪松开腹板钢筋块体一端，第一电动推杆和第二电动推杆收缩缩回，吊机吊装翼缘钢筋块体到达转向块顶部钢筋块体和腹板钢筋块体顶部，第一电动推杆和第二电动推杆控制卡爪夹紧翼缘钢筋块体一端，第一电动推杆和第二电动推杆和吊机对翼缘钢筋块体位置进行调节，检测移动架上的视觉相机对翼缘钢筋块体上的纵筋位置进行视觉定位识别，位置正确后将翼缘钢筋块体与转向块顶部钢筋块体和腹板钢筋块体进行焊接固定； [0022] S7、卡爪夹紧紧翼缘钢筋块体位置不变，吊机吊装顶板钢筋块将两侧的翼缘钢筋块体进行连接，顶板钢筋块与翼缘钢筋块体进行焊接固定，完成节段梁钢筋骨架的组装； [0023] 优选方案中，该方法包括：步骤S2—S7中的的视觉相机对纵筋位置进行视觉定位识别的具体步骤为： [0024] A1、先按设计尺寸制作钢筋块体，固定位置的摄像头拍摄钢筋块体的图像，通过人工智能视觉相机识别钢筋块体纵筋的位置并转换成坐标阵列，并将纵筋位置的坐标阵列进行储存； [0025] 对视觉相机进行标定，以确定视觉相机的参数； [0026] 使用标定板，获取不同位置和角度下的图像； [0028] 得到优化后的摄像头内外参数，包括摄像头矩阵和畸变系数； [0029] 摄像头标定算法为： [0030] [0031] 其中，u和v是像素坐标，X、Y和Z是视觉相机位置坐标，fx和fy是焦距，cx和cy是光心； [0032] 进行区域亮度过滤：在视觉相机周围设置高亮度的光源，利用高亮度的光源照亮纵筋的端面，将亮度在一个区间范围内的像素进行选择，选择后对选择区域进行轮廓追踪，区域亮度过滤所得到步骤为：读取摄像头拍摄的图像，对图像进行去噪高斯滤波处理，对图像进行直方图均衡化处理，根据亮度阈值，进行区域亮度过滤，区域亮度过滤所得到公式为： [0033] [0034] 其中，I(x，y)是像素(x，y)的亮度值，Δx和Δy是区域宽度和高度； [0035] A2、对拍摄的图像进行区域亮度过滤，即将亮度在一个区间范围内的像素进行选择，选择后对选择区域进行轮廓追踪，即对所选轮廓进行矢量椭圆拟合，根据钢筋块体的图像对矢量拟合图案进行圆形或椭圆形过滤，保留其中符合纵筋端面的矢量图案，将矢量图案的中点作为各个纵筋的坐标阵列； [0036] 矢量拟合轮廓追踪的步骤为：对区域亮度过滤后的图像进行Canny边缘检测算子检测； [0037] 对检测到的边缘进行轮廓轮廓提取算子； [0038] 对提取到的轮廓滤波算子滤波； [0039] 对滤波后的轮廓进行矢量化，得到质心坐标和方向向量； [0040] 其中，对矢量化的轮廓进行椭圆拟合，得到椭圆的长轴、短轴和旋转角度； [0041] 根据椭圆的中心坐标和长轴、短轴长度，计算出椭圆的四个顶点坐标； [0042] 根据纵筋的端面形状，对四个顶点坐标进行圆形或椭圆形过滤，保留其中符合纵筋端面的顶点坐标，则矢量拟合的得到x和y是矢量图案的中点坐标公式为： [0043] [0044] [0045] 其中，x和y是矢量图案的中点坐标，A为椭圆的长轴方向上的半径，B为椭圆的长轴方向上的坐标，C为椭圆的短轴方向上的坐标，D为椭圆的长轴方向上的坐标和短轴方向上的坐标的乘积；则A、B、C、D矢量拟合的公式为： [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] 其中，n是轮廓的点数，xi和yi是轮廓上的点的坐标； [0051] A3、将矢量图案的中点作为各个纵筋的坐标阵列，通过摄像头从纵筋轴向方向采集图像，检测纵筋的位置，将纵筋的位置坐标与设计位置坐标进行比对，对不符合要求的纵筋位置进行调整纠偏； [0052] 计算纵筋的实际位置坐标X和Y，需要先拍摄包含纵筋的图像，并使用摄像头标定得到的内外参数来计算像素坐标u和v； [0053] 然后，我们可以将像素坐标u和v代入位置检测述公式中，计算出纵筋的实际位置坐标X和Y； [0054] 我们可以将计算得到的位置坐标与设计位置坐标进行比较，计算出位置度，从而判断纵筋的位置是否正确，位置检测述公式为： [0055] [0056] [0057] 其中，X和Y是纵筋的实际位置坐标，xc和yc是设计位置坐标，u和v是像素坐标，Z是深度信息，fx和fy是焦距，cx和cy是光心； [0058] A4、将纵筋的位置坐标与设计位置坐标进行比对，对不符合要求的纵筋位置进行调整纠偏,纠偏的公式为： [0059] ΔX＝x‑Xm [0060] ΔY＝y‑Ym [0061] 根据视觉相机获取纵筋的实际位置坐标Xm和Ym，根据上述中得到纵筋设计位置坐标x和y，根据实际位置坐标和设计位置坐标计算纠偏量ΔX和ΔY，根据纠偏量ΔX和ΔY控制吊机高度、第一电动推杆和第二电动推杆对钢筋块体位置进行纠偏调节； [0062] 对误差超过预设值范围之外的纵筋位置进行纠偏；而误差在预设值范围内的纵筋则无需纠偏。 [0063] 本发明提供了一种带有转向块的节段梁钢筋骨架及施工辅助设备及方法，解决传统带有转向块的节段梁钢筋设计复杂，且转向块钢筋与箱体钢筋相互穿插锚固，无法独立成型的难题。有益效果为： [0064] 独立成型与机械化提升：通过改变节段梁箱体钢筋与转向块钢筋的锚固形式，实现两者独立预制和组装，显著减少了两者之间的工艺制约关系。这种改进使得箱体钢筋可以采用更高效、标准化的工业化生产流程进行独立成型，从而极大提高了节段梁整体钢筋骨架的机械化成型率。这一突破不仅能够降低对熟练工人的依赖度，而且有助于提高生产效率，缩短施工周期。 [0065] 施工效率与成本优化：新的锚固技术降低了人工绑扎的工作量和时间消耗，进一步提升了施工速度，减少了劳动力成本，有利于项目经济效益的整体提升。 [0066] 精度控制与质量保证：利用视觉相机进行定位和监测转向块钢筋的位置，实现了精确安装和拼接，确保了节段梁钢筋骨架拼接时的高精度要求。这不仅可以减少因人为因素导致的误差，也有利于提高结构件的尺寸精度和力学性能，从而保障桥梁工程的安全性和耐久性。 [0068] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明： [0069] 图1是本发明节段梁钢筋骨架拆解结构图； [0070] 图2是本发明转向块的节段梁钢筋骨架成型结构图； [0071] 图3是本发明节段梁钢筋骨架拼接腹板钢筋块体结构图； [0072] 图4是本发明节段梁钢筋骨架拼接转向块顶部钢筋块体结构图； [0073] 图5是本发明节段梁钢筋骨架拼接翼缘钢筋块体结构图； [0074] 图6是本发明节段梁钢筋骨架拼接顶板钢筋块结构图； [0075] 图7是本发明检测移动架与钢筋纵筋安装结构图； [0076] 图8是本发明检测移动架安装结构图； [0077] 图9是本发明检测移动架主视安装结构图； [0078] 图10是本发明检测移动架总体结构图； [0079] 图11是本发明检测移动架与钢筋纵筋安装位置结构图。 [0080] 图中：顶板钢筋块1；翼缘钢筋块体2；转向块顶部钢筋块体3；锚固板301；腹板钢筋块体4；转向块底部钢筋块体5；U形锚筋501；底板钢筋块体6；底倒角钢筋块体7；外模8；组装桁架9；吊机901；第一电动推杆10；第二电动推杆11；移动底座12；卡爪13；检测移动架14；移动轮1401；视觉相机15；指示灯16；操作平台17；驱动轮18；监测电脑19；钢筋纵筋20。 具体实施方式[0081] 实施例1 [0082] 如图1～11所示，一种带有转向块的节段梁钢筋骨架，多个横纵竖钢筋组成转向块顶部钢筋块体3，转向块顶部钢筋块体3为一个整体，转向块顶部钢筋块体3焊接端设有多个垂直与钢筋端部的锚固板301，锚固板301与段梁钢筋骨架纵筋铆接。包括转向块底部钢筋块体5，转向块底部钢筋块体5底面设有多个U形锚筋501，转向块底部钢筋块体5下方设有底板钢筋块体6，多个U形锚筋501穿过底板钢筋块体6与底板钢筋块体6焊接形成一个整体，底板钢筋块体6两侧通过底倒角钢筋块体7与腹板钢筋块体4连接，转向块顶部钢筋块体3的锚固板301穿过腹板钢筋块体4一侧与腹板钢筋块体4内测纵筋焊接。改变节段梁箱体钢筋与转向块钢筋锚固形式，实现箱体钢筋与转向块钢筋的独立成型，从而解除了转向块钢筋对箱体钢筋成型方式的制约，极大提高了节段梁钢筋机械化成型率，提升了施工效率，降低了人工投入。 [0083] 优选方案中，节段梁钢筋骨架：腹板钢筋块体4和转向块顶部钢筋块体3顶部设有翼缘钢筋块体2，锚固板301穿过翼缘钢筋块体2一侧与翼缘钢筋块体2内测纵筋铆接，腹板钢筋块体4与翼缘钢筋块体2焊接。 [0084] 优选方案中，两侧的翼缘钢筋块体2之间通过顶板钢筋块1连接。 [0085] 优选方案中，转向块底部钢筋块体5周圈为带孔钢板，转向块顶部钢筋块体3下端的钢筋穿过转向块底部钢筋块体5的孔，且与转向块底部钢筋块体5进行焊接。 [0086] 所述机械化成型方式有：单元件到网片，再整体弯折成块体；单元件加工成闭合箍，再穿插主筋。 [0087] 所述转向块底部钢筋块体和转向块顶部钢筋块体相互独立，组拼后形成转向块钢筋骨架。 [0088] 所述转向块底部钢筋块体的底部钢筋焊接在开口钢板上形成整体，再通过U形锚筋与箱体钢筋进行锚固组拼。 [0089] 所述转向块顶部钢筋块体的钢筋带有端部锚固板，为便于顶板钢筋块体组拼，在受力满足的规范要求的前提下，将转向块顶部钢筋块体竖筋由倾斜状态改为竖直状态。 [0090] 改变箱体钢筋与转向块钢筋的相互锚固方式，通过锚固块和锚固板等方式，实现箱体钢筋与转向块钢筋的独立成型及组合装配。 [0091] 所述箱体钢筋包括1个底板钢筋块体、2个倒角钢筋块体、2个腹板钢筋块体、2个翼缘钢筋块体、1个顶板钢筋块体。 [0092] 所述转向块钢筋包括1个转向块底部钢筋块体、2个转向块顶部钢筋块体。 [0093] 所述底板钢筋块体、倒角钢筋块体、腹板钢筋块体、翼缘钢筋块体、顶板钢筋块体形状尺寸相近，可采用设备进行机械化成型。 [0094] 所述机械化成型方式有：单元件到网片，再整体弯折成块体；单元件加工成闭合箍，再穿插主筋。 [0095] 优选方案中，还包括辅助施工设备：外模8两侧的走道板上设有移动底座12，移动底座12上的调节柱体顶部与第一电动推杆10端部铰接，第一电动推杆10伸缩端设有卡爪13，第一电动推杆10缸体与调节柱之间设有第二电动推杆11，第二电动推杆11两端分别与第一电动推杆10缸体和调节柱铰接。移动底座12安装在外模8两侧的走道板上，作为整个调节机构的基础支撑平台。 [0096] 第一电动推杆10的缸体通过铰接方式连接在调节柱体顶部，这种设计允许第一电动推杆10在其伸缩过程中能够实现角度变化，以适应不同方向和高度的位置调节需求。第一电动推杆10的伸缩端装有卡爪13，这个卡爪用于直接接触并固定或移动钢筋块体，从而实现对钢筋块体位置的精确定位和调整。在第一电动推杆10与调节柱之间增设了第二电动推杆11，其两端分别与第一电动推杆10的缸体以及调节柱铰接。这意味着第二电动推杆11可以独立地改变第一电动推杆10的角度，进一步增加其运动自由度，使得装置能够从更多维度调整钢筋块体的位置。吊机901配合电动推杆使用，吊机可能负责整体起吊和初步定位钢筋块体，而电动推杆则负责微调和固定到位，两者协同作业确保了钢筋块体在三维空间内的高精度安装。 [0097] 优选方案中，还设有视觉检测设备：检测移动架14外形与外模8内表面平行设置，检测移动架14上设有多个视觉相机15，视觉相机15一侧设有指示灯16，多个视觉相机15用于检测节段梁钢筋骨架的纵筋位置。在该结构描述中，检测移动架14的设计与外模8的内表面保持平行设置，确保了对节段梁内部空间的准确监测。检测移动架14上配备有多个视觉相机15，这些视觉相机具备高精度图像采集和处理能力，其主要功能是对节段梁钢筋骨架中的纵筋位置进行实时、精确的检测。 [0098] 通过视觉相机15可以捕捉到节段梁钢筋骨架的详细影像信息，并通过内置或配套的图像识别算法来精准定位每根纵筋的位置。当视觉相机检测到纵筋位置存在偏差时，其一侧设置的指示灯16将提供即时反馈，通过点亮或改变颜色等方式提示操作人员当前检测状态，以便于及时进行调整校正，确保节段梁钢筋骨架的安装精度满足设计要求。 [0099] 其中纵筋的位置达到预设位置后，指示灯16显示为绿灯，没有到达预设位置则为红灯。 [0100] 这一技术的应用极大地提高了节段梁施工过程中的自动化程度和质量控制水平，减少了人工测量带来的误差，同时也为后续混凝土浇筑提供了可靠的质量保障。 [0101] 优选方案中，检测移动架14通过多个移动轮1401在外模8内部移动，检测移动架14一侧还设有操作平台17，操作平台17底部设有驱动轮18，操作平台17上设有监测电脑19，监测电脑19与多个视觉相机15和指示灯16电连接； [0102] 还设有组装桁架9，组装桁架9移动设置在外模8上方，组装桁架9下方设有多个吊机901。 [0103] 实施例2 [0104] 结合实施例1进一步说明，如图1‑11所示结构，S1、根据设计要求在工厂预制转向块顶部钢筋块体3，转向块顶部钢筋块体3成一个整体，转向块顶部钢筋块体3与翼缘钢筋块体2和腹板钢筋块体4连接位置采用锚固板301进行铆接，锚固板301卡在翼缘钢筋块体2和腹板钢筋块体4的纵筋上； [0105] S2、利用组装桁架9吊装底板钢筋块体6到外模8底部，底板钢筋块体6与外模8之间留有一定的距离，检测移动架14上的视觉相机15对底板钢筋块体6上的纵筋位置进行视觉定位识别，底板钢筋块体6安装后安装腹板钢筋块体4； [0106] S3、组装桁架9的吊机901吊装腹板钢筋块体4到达底板钢筋块体6的一侧，移动底座12开始移动到腹板钢筋块体4中部位置，第一电动推杆10和第二电动推杆11控制卡爪13夹紧腹板钢筋块体4一端，第一电动推杆10和第二电动推杆11和吊机901共同调节腹板钢筋块体4的位置，检测移动架14上的视觉相机15对腹板钢筋块体4的纵筋位置进行视觉定位识别，腹板钢筋块体4的纵筋到达预设位置后，将腹板钢筋块体4下端与底板钢筋块体6进行焊接，控制卡爪13位置不变，吊机901再吊装底倒角钢筋块体7对腹板钢筋块体4和底板钢筋块体6进行加强焊接； [0107] S4、卡爪13夹紧将腹板钢筋块体4位置不变，吊装转向块底部钢筋块体5到达底板钢筋块体6上方位置，转向块底部钢筋块体5安装在两侧腹板钢筋块体4之间，通过视觉相机15对转向块底部钢筋块体5的轮廓进行定位，通过至少两个吊机901对转向块底部钢筋块体 5进行调节，转向块底部钢筋块体5位置调节完毕后将转向块底部钢筋块体5与底板钢筋块体6好底倒角钢筋块体7进行焊接； [0108] S5、卡爪13夹紧将腹板钢筋块体4位置不变，吊装转向块顶部钢筋块体3到达转向块底部钢筋块体5顶部，转向块顶部钢筋块体3下端的竖筋与转向块底部钢筋块体5上的孔进行对应安装，转向块顶部钢筋块体3的锚固板301与腹板钢筋块体4内侧纵筋进行铆接，锚固板301一侧卡在纵筋上，然后进行焊接，无需进行定位； [0109] S6、卡爪13松开腹板钢筋块体4一端，第一电动推杆10和第二电动推杆11收缩缩回，吊机901吊装翼缘钢筋块体2到达转向块顶部钢筋块体3和腹板钢筋块体4顶部，第一电动推杆10和第二电动推杆11控制卡爪13夹紧翼缘钢筋块体2一端，第一电动推杆10和第二电动推杆11和吊机901对翼缘钢筋块体2位置进行调节，检测移动架14上的视觉相机15对翼缘钢筋块体2上的纵筋位置进行视觉定位识别，位置正确后将翼缘钢筋块体2与转向块顶部钢筋块体3和腹板钢筋块体4进行焊接固定； [0110] S7、卡爪13夹紧紧翼缘钢筋块体2位置不变，吊机901吊装顶板钢筋块1将两侧的翼缘钢筋块体2进行连接，顶板钢筋块1与翼缘钢筋块体2进行焊接固定，完成节段梁钢筋骨架的组装； [0111] 实施例3 [0112] 结合实施例2进一步说明，如图1‑11所示结构，步骤S2—S7中的的视觉相机15对纵筋位置进行视觉定位识别的具体步骤为： [0113] A1、先按设计尺寸制作钢筋块体，固定位置的摄像头拍摄钢筋块体的图像，通过人工智能视觉相机15识别钢筋块体纵筋的位置并转换成坐标阵列，并将纵筋位置的坐标阵列进行储存； [0114] 对视觉相机15进行标定，以确定视觉相机15的参数； [0115] 使用标定板，获取不同位置和角度下的图像； [0116] 通过提取标定板角点的世界坐标和像素坐标，计算出摄像头内外参数的初始值；用非线性优化算法，最小二乘法，对内外参数进行优化，使得标定误差最小化； [0117] 得到优化后的摄像头内外参数，包括摄像头矩阵和畸变系数； [0118] 摄像头标定算法为： [0119] [0120] 其中，u和v是像素坐标，X、Y和Z是视觉相机15位置坐标，fx和fy是焦距，cx和cy是光心； [0121] 进行区域亮度过滤：在视觉相机15周围设置高亮度的光源，利用高亮度的光源照亮纵筋的端面，将亮度在一个区间范围内的像素进行选择，选择后对选择区域进行轮廓追踪，区域亮度过滤所得到步骤为：读取摄像头拍摄的图像，对图像进行去噪高斯滤波处理，对图像进行直方图均衡化处理，根据亮度阈值，进行区域亮度过滤，区域亮度过滤所得到公式为： [0122] [0123] 其中，I(x，y)是像素(x，y)的亮度值，Δx和Δy是区域宽度和高度； [0124] A2、对拍摄的图像进行区域亮度过滤，即将亮度在一个区间范围内的像素进行选择，选择后对选择区域进行轮廓追踪，即对所选轮廓进行矢量椭圆拟合，根据钢筋块体的图像对矢量拟合图案进行圆形或椭圆形过滤，保留其中符合纵筋端面的矢量图案，将矢量图案的中点作为各个纵筋的坐标阵列； [0125] 矢量拟合轮廓追踪的步骤为：对区域亮度过滤后的图像进行Canny边缘检测算子检测； [0126] 对检测到的边缘进行轮廓轮廓提取算子； [0127] 对提取到的轮廓滤波算子滤波； [0128] 对滤波后的轮廓进行矢量化，得到质心坐标和方向向量； [0129] 其中，对矢量化的轮廓进行椭圆拟合，得到椭圆的长轴、短轴和旋转角度； [0130] 根据椭圆的中心坐标和长轴、短轴长度，计算出椭圆的四个顶点坐标； [0131] 根据纵筋的端面形状，对四个顶点坐标进行圆形或椭圆形过滤，保留其中符合纵筋端面的顶点坐标，则矢量拟合的得到x和y是矢量图案的中点坐标公式为： [0132] [0133] [0134] 其中，x和y是矢量图案的中点坐标，A为椭圆的长轴方向上的半径，B为椭圆的长轴方向上的坐标，C为椭圆的短轴方向上的坐标，D为椭圆的长轴方向上的坐标和短轴方向上的坐标的乘积；则A、B、C、D矢量拟合的公式为： [0135] [0136] [0137] [0138] [0139] 其中，n是轮廓的点数，xi和yi是轮廓上的点的坐标； [0140] A3、将矢量图案的中点作为各个纵筋的坐标阵列，通过摄像头从纵筋轴向方向采集图像，检测纵筋的位置，将纵筋的位置坐标与设计位置坐标进行比对，对不符合要求的纵筋位置进行调整纠偏； [0141] 计算纵筋的实际位置坐标X和Y，需要先拍摄包含纵筋的图像，并使用摄像头标定得到的内外参数来计算像素坐标u和v； [0142] 然后，我们可以将像素坐标u和v代入位置检测述公式中，计算出纵筋的实际位置坐标X和Y； [0143] 我们可以将计算得到的位置坐标与设计位置坐标进行比较，计算出位置度，从而判断纵筋的位置是否正确，位置检测述公式为： [0144] [0145] [0146] 其中，X和Y是纵筋的实际位置坐标，xc和yc是设计位置坐标，u和v是像素坐标，Z是深度信息，fx和fy是焦距，cx和cy是光心； [0147] A4、将纵筋的位置坐标与设计位置坐标进行比对，对不符合要求的纵筋位置进行调整纠偏,纠偏的公式为： [0148] ΔX＝x‑Xm [0149] ΔY＝y‑Ym [0150] 根据视觉相机15获取纵筋的实际位置坐标Xm和Ym，根据上述中得到纵筋设计位置坐标x和y，根据实际位置坐标和设计位置坐标计算纠偏量ΔX和ΔY，根据纠偏量ΔX和ΔY控制吊机901高度、第一电动推杆10和第二电动推杆11对钢筋块体位置进行纠偏调节； [0151] 对误差超过预设值范围之外的纵筋位置进行纠偏；而误差在预设值范围内的纵筋则无需纠偏。 [0152] 上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。 |
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